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淺析螺柱焊及螺柱焊技術

所謂螺柱焊是指在金屬或類似金屬件的端面與另一金屬工件表面之間產生電弧，待接合面熔化時迅速施加壓力，完成焊接的一種方法。螺柱焊接方法起源于1918年,由于這種焊接新技術具有快速、可靠、簡化工序、降低成本等一系列優點，因而引起了世界各國的普遍重視。螺柱焊可焊接低碳鋼、不銹鋼、低合金鋼，銅、鋁及其合金材質的螺柱、焊釘、銷釘、栓釘等。

電弧螺柱焊機是由焊接電源、控制器、焊槍、地線鉗、焊接電纜等部分組成。但大多數焊接設備的焊接電源都與控制器合并為一體，稱為主機。焊接電源一般為晶閘管（硅整流/可控硅）控制的或逆變式（IGBT）的弧焊整流器。

電弧螺柱焊機的焊接工藝參數

電弧螺柱焊的焊接工藝參數有焊接電流、焊接電壓、焊接時間、提升高度、伸出長度、插入速度等。

a、 焊接電流主要根據螺柱的直徑進行調節，大約為300～3000A。對于非合金鋼，在已知螺柱直徑d時，可以用下式估算焊接電流2）：

I（A）=80×d（mm）         d≤16mm        

I（A）=90×d（mm）         d＞16mm        

對于合金鋼，其焊接電流大約比上式計算值少10％。

b、 電弧電壓與焊接電流的關系是由焊接電源的靜外特性決定的。電弧電壓主要取決于提升高度和焊接電流，其值一般為20～40V。焊接時，工件表面上的油或油脂會增加弧壓，而惰性氣體則會降低電弧電壓。

c、 對于平焊（工件焊接平面平行于地平面），其焊接時間可用下式進行估算：

tw（s）=0.02×d（mm）         d≤12mm      

tw（s）=0.04×d（mm）         d ＞12mm      

對于橫焊（工件焊接平面垂直于地平面），其焊接時間應該減小。

儲能螺柱焊機焊鋁時的特點

我們生活中會使用到非常多的鋁制品，其實鋁制品并不是僅僅應用在日產生活中，在工業生產中也是非常常用的。由于鋁具有非常優良的導電和導熱性，又有很突出的防腐效果，所以其使用時比較普遍的。工業上的鋁釘焊接是比較常用的，鋁釘的穩定性是在同類產品中比較突出的，而用來進行鋁釘焊接的儲能螺柱焊機也是目前比較先進的一種設備。接下來咱們就來談談儲能螺柱焊機焊接鋁釘時候的特點吧。

(1)儲能螺柱焊機焊接鋁釘時有和氧氣具有很好的親和度。我們知道，鋁這種金屬之所以具有非常強大的防腐效果，是因為其余氧氣反應的那層致密氧化膜非常結實。而是用儲能螺柱焊機的話，可以加速空氣中氧氣的吸收，形成更高密度的致密氧化膜。

(2)儲能螺柱焊機可以非常準確地控制好鋁釘的焊接溫度。我們都知道鋁的熔點相對來說是比較低的，在焊接的時候如果溫度太高的話，很容易讓鋁釘直接熔化了，這樣的話會對鋁釘造成很大的損壞。而儲能螺柱焊機可以將溫度控制在一個很小的額定范圍內，讓鋁釘既可以被焊接牢固，又可以不被熔化，保持固體狀態。

(3)儲能螺柱焊機熱導流能力很強，儲能螺柱焊機在進行焊接的時候，可以把能量集中在一個很小的地方，然后借此提高熱量的使用效率，節省電力和焊接時間。是比較實用而且方便的。

儲能式螺柱焊機的發展經

儲能式螺柱焊機的發展經歷的三個階段：

1. 回路控制：即焊機的運行完全有模擬電路控制，電壓調節為旋鈕無級調節，無數碼管顯示工作菜單及電壓。目前國內大多數已國產化的螺柱焊機設備采用此種控制方式。其優點為產品成本及技術含量較低，產品較易被模仿，缺點是由于采用旋鈕無級調節電壓，當環境溫度或工作溫度發生變化時電壓隨之變化，不易控制焊接效果的一致性。

2. 回路控制帶電壓檢測：即螺柱焊機在一階段基礎上，在充電部分加入充電電壓檢測模塊。電壓調節為旋鈕無級調節，數碼管顯示當前充電電壓，無工作菜單。部分進口螺柱焊機采用此種控制方式。其優點是可以直觀了解當前電壓值，生產成本及技術含量相對較低，其缺點同樣是在環境溫度或工作溫度發生變化時，充電電壓隨之變化，需通過旋鈕調節調節達到要求電壓值。

3. 單片機智能控制：此種控制方式與前兩個階段有較大的不同，由數字電路控制電容的充電，放電，掉電自動補償等功能，采用觸摸式按鍵，數碼管顯示工作菜單，以及當前額定充電量，部分進口螺柱焊機采用此種控制方式，國內部分廠家也正在研制。該階段螺柱焊機的成本及技術含量均較高，其優點是人機交流界面友好，操作方便，充電精準，當電量自然流失后會得到自動補償，不受溫度影響。